Да ли је потребно извршити ЦНЦ прецизну машинску обраду након 3Д штампања метала?

1. Срж технологије: способност адитивних и субтрактивних материјала да раде заједно
Главна разлика између ЦНЦ прецизне обраде и 3Д штампања метала је оно што их чини да раде заједно у процесу производње:
Различити начини формирања
Метална 3Д штампа ствара ствари тако што топи метални прах један по један слој. Површина показује типичне узорке слојева и трагове базена талине. Можда постоје проблеми са микроструктуром, као што је прах који се није стопио и микропоре. ЦНЦ прецизна обрада користи сечење алатом за уклањање материјала, стварајући ефекат огледала са Ра0,8 μм или нижим, и може управљати толеранцијама димензија до ± 0,01 мм.
Ограничење могућности процеса
3Д штампа има неке предности. На пример, може да направи компликоване структуре које је тешко направити коришћењем старијих метода, као што су конформни канали за хлађење, структуре за смањење тежине решетке и шупљине са много углова. На пример, сечиво одређеног авионског мотора користи 3Д штампање да би унутрашњост направила шупља, што смањује тежину за 40% уз задржавање чврстоће структуре.
Предности ЦНЦ обраде: Ефикаснија обрада уобичајених облика као што су равни и цилиндри, и нема потребе да се носите са заосталим носећим структурама. На пример, ЦНЦ глодање је направило храпавост површине одређене осовине преноса аутомобила Ра0,4 μм, што је задовољило потребе отпорности на хабање за-брзину ротације.
Тренд хибридне производње
Хибридна метода "3Д штампа + ЦНЦ прецизна обрада" постаје стандард у индустрији. На пример, компанија која производи прецизне калупе користи 3Д штампање да направи језгро калупа са три слоја унутрашњих канала за хлађење. Затим користе ЦНЦ машинску обраду како би процес хлађења учинили 30% ефикаснијим и смањили време испоруке са 14 дана на 5 дана.
2. Потражња индустрије: различити критеријуми за храпавост површине
различите индустрије имају јасне потребе за квалитетом површине, што директно утиче на потребу за ЦНЦ прецизном обрадом:
Област ваздухопловства
Делови морају бити у стању да поднесу тешке услове (висока температура, висок притисак и велики напон), а површински недостаци могу довести до заморних пукотина.
Уобичајени пример је да ЦНЦ обрада смањује храпавост површине заптивке са Ра12 μм на Ра0,8 μм када се одређени тип млазнице ракетног мотора 3Д штампа. Ово продужава век заптивања на високим температурама од 50 пута до 200 пута.
Избор процеса: Кључни делови, као што су заптивне површине и површине које се спајају, морају бити прецизно обрађене ЦНЦ машином. Не-површине могу да задрже штампане текстуре да би уштеделе тежину.
Област медицинских имплантата
Основни захтев: храпавост површине утиче на вероватноћу везивања коштаних ћелија и пролиферације бактерија.
Протеза зглоба кука од легуре титанијума треба да има квалитет површине Ра1,5–2,5 μм да би кост могла да урасте у њу. Одређена компанија прави протетска тела користећи 3Д штампање. Затим, да би површина била глатка до Ра0,8 μм, они користе комбинацију хемијског полирања и ЦНЦ полирања. Ово задржава микропорозну структуру која је направљена штампањем, што тело чини компатибилнијим са живим бићима.
Одабир правог процеса: функционалној површини је потребно ЦНЦ прецизно сечење, док структурна површина може задржати штампану текстуру.
У свету потрошачке електронике
Глаткоћа површине је кључни фактор који утиче на то како производ изгледа и колико добро функционише оптички.
У типичном сценарију, ЦНЦ обрада је смањила храпавост површине 3Д-штампаног носача камере за мобилни телефон са Ра3,2 μм на Ра0,05 μм. Ово је учинило да носач рефлектује више видљиве светлости, од 85% до 92%, што је потребно ласерским комуникационим системима.
Одабир процеса: Оптичка површина мора бити обрађена са ЦНЦ прецизношћу, док структурна површина може задржати штампану текстуру.
Индустрија енергије и калупа: Квалитет површине мора да успостави равнотежу између отпорности на корозију и лакоће рада.
3Д-штампано језгро калупа за убризгавање за аутомобил је коришћено за прављење конформног канала за хлађење. Затим је пескарена како би површина била мање храпава, крећући се од Ра15 μм до Ра6,3 μм. Ово је продужило животни век калупа са 100.000 употреба на 500.000 употреба.
Одабир процеса: За површине које се не додирују, можете да користите јефтине-методе као што је пескарење. За површине које се додирују потребна вам је ЦНЦ прецизна обрада.
3. Исплативост-: Економска логика избора процеса
Да бисте одлучили да ли ћете користити ЦНЦ прецизну машинску обраду, морате пажљиво погледати техничку изводљивост, циклус испоруке и цену производње.
Процена техничке изводљивости
Сложеност структуре: Ако производ има карактеристике које је тешко произвести помоћу ЦНЦ-а (као што су укрштене рупе на унутрашњој страни или структуре са танким{0}}зидовима), 3Д штампање може бити једини избор. На пример, 3Д штампа ствара пуну комору за сагоревање датог авионског мотора, чиме се избегавају потешкоће са концентрацијом напона које се могу десити код традиционалних метода заваривања.
Захтеви за тачност: ЦНЦ прецизна обрада је потребна ако је захтев толеранције већи од онога што 3Д штампање може да уради (на пример ± 0,01 мм). На пример, бланко за високо{3}}прецизан зупчаник се прави путем 3Д штампања, а ЦНЦ брушење подиже тачност профила зуба са нивоа ИТ8 на ниво ИТ5.
Оптимизација циклуса испоруке
За хитне поруџбине, 3Д штампање може прескочити корак развоја калупа и брзо одговорити на „испоруку дизајна штампе“. На пример, компанија за нова енергетска возила користила је 3Д штампање да направи прототип носача батерије. Цела процедура, од пројектовања до монтаже, трајала је само 48 сати.
Ако је величина серије велика (више од 1000 комада), ЦНЦ обрада може бити јефтинија за серијску производњу. Компанија за производњу стандардних делова може да користи ЦНЦ серијску обраду спојева од алуминијумске легуре да би један предмет био 60% јефтинији од 3Д штампања.
Контрола укупних трошкова испоруке
Када користите ЦНЦ обраду, морате размишљати о имплицитним трошковима као што су програмирање, стезање и тестирање калупа. С друге стране, 3Д штампа може смањити трошкове алата и ризик од итерација дизајна. На пример, 3Д штампа може одједном да направи компликовани структурални део, смањујући време потребно за промену алата и путања процеса за 70%.
Стопа искоришћења материјала: ЦНЦ обрада обично користи 50% до 70% материјала, док 3Д штампање може да користи више од 90%. На пример, 3Д штампање прави одређени предмет од легуре титанијума, који кошта 40% мање од ЦНЦ глодања.